Les bases
En hiver, le vortex polaire se forme au-dessus de la région polaire. Le vortex polaire est une zone de basse pression thermique. Contrairement aux dépressions dynamiques qui se déplacent sous nos latitudes, le vortex polaire se forme de manière purement thermique, c'est-à-dire grâce à la température. En hiver, celle-ci chute rapidement au pôle Nord en raison du manque de rayonnement solaire. L'air froid est plus dense et donc plus lourd que l'air chaud et descend. En hiver, au pôle Nord, une grande quantité d'air s'écoule des couches supérieures vers le sol. La pression atmosphérique au sol augmente alors qu'elle diminue en altitude. Il en résulte une dépression d'altitude, également connue sous le nom de vortex polaire.
Le vortex polaire, comme toutes les autres dépressions, tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord. A la transition entre les masses d'air polaire froid au nord et les masses d'air plus doux aux latitudes moyennes, un puissant courant d'altitude, appelé jet-stream, se forme en raison des fortes différences de pression.
Au-dessus de l'Arctique, le vortex polaire a souvent une structure avec deux centres ou plus, qui ondulent en un ensemble lâche, en raison de la répartition inégale terre/eau. Souvent, un centre se trouve au-dessus de l'île de Baffin et un autre au-dessus du nord-est de la Sibérie. Plus les centres de pression sont proches les uns des autres, ou plus le vortex polaire est rond, plus le courant d'ouest en est rectiligne ou zonal. Si les centres sont plus éloignés les uns des autres ou s'ils sont décalés de manière irrégulière, des vagues prononcées se forment dans le jet stream. Au lieu d'aller directement de l'ouest vers l'est, le courant d'altitude se transforme en méandres et en oscillations - on parle aussi de courant méridien.
Cette dernière situation implique souvent des situations de blocage, dans lesquelles un coin ou un creux s'installe quelque part de manière plus ou moins stationnaire et ne se déplace pas de sitôt, car le courant d'ouest en est qui le pousse est absent.